Технология реконструкций зданий и сооружений
Лекция № 16
ТЕМА: технология реконструкций зданий и сооружений
1. Анализ условий и причины реконструкции объектов
При реконструкции промышленных объектов внедряются более производительные и высокомеханизированные и автоматизированные технологические процессы, достигается более рациональное использование производственных площадей, повышается эффективность использования капитальных вложений.
В настоящее время реконструируются в основном промышленные предприятия, построенные по индивидуальным проектам, здания и сооружения которых по конструктивным и объемно-конструктивным решениям различны.
К реконструкции действующих предприятий относится переустройство существующих цехов и объектов основного, подсобного и обслуживающего назначения, как правило, без расширения имеющихся зданий и сооружений основного назначения.
При реконструкции действующих предприятий возможно расширение отдельных зданий и сооружений в тех случаях, когда новое высокопроизводительное и более совершенное по техническим показателям оборудование не может быть размещено в существующих зданиях; строят новые и расширяют существующие цеха и другие объекты комплекса в целях ликвидации диспропорции; строят новые здания и сооружения того же назначения взамен ликвидируемых на территории действующего предприятия, дальнейшая эксплуатация которых по техническим и экономическим условиям признана нецелесообразной.
Реконструкция существенно отличается от нового строительства и имеет свои особенности в проектировании, разработке технологического процесса строительства, специфике производства строительно-монтажных работ, что связано с разнотипностью конструктивных и объемно-планировочных решений, стесненностью строительной площадки, необходимостью поэтапного выполнения работ на различных участках, сочетанием производственной деятельности предприятия с выполнением строительно-монтажных работ, разборкой в отдельных случаях старых сооружений или их частей и др.
Рекомендуемые материалы
Степень обновления основных фондов обычно характеризуется масштабом проведения реконструктивных работ. По этому признаку реконструкция подразделяется на коренную и малую.
Коренная реконструкция представляет собой полное переоборудование и переустройство всех производств предприятия с демонтажом, монтажом и заменой технологического оборудования, переустройством или расширением существующих и строительством новых производственных и подсобно-вспомогательных цехов (взамен сносимых). Коренная реконструкция, как правило, осуществляется по единому проекту и смете.
Малая реконструкция отличается от коренной объемом работ и связана с переоборудованием и переустройством отдельных производств предприятия. Реконструкция этого вида осуществляется по отдельным техническим (технорабочим) проектам и сметам к ним.
При реконструкции производственных зданий обычно объектом типизации являются отдельные технологические процессы, на которые разрабатываются типовые технологические карты.
Типовые решения разрабатываются в три этапа:
на первом − проводится технико-экономический анализ реконструкции объектов определенной отрасли промышленности;
на втором − осуществляется разработка технологии реконструкции на основе наиболее эффективного варианта;
на третьем − разрабатываются типовые решения по технологии производства наиболее характерных видов работ для объектов рассматриваемой отрасли в условиях действующих производств, подготавливаются данные, необходимые для составления проектов производства работ, планирования капитальных вложений, выявления потребности в строительных машинах и механизмах и пр.
2. Реконструкция жилых и общественных зданий
В настоящее время составной частью технической политики городского хозяйства является своевременный текущий и капитальный ремонт, модернизация и переустройство отдельных жилых и гражданских зданий, снос ветхих строений, сохранение и реставрация исторически ценных зданий старой постройки.
При этом на характер реконструкции, модернизации, переустройства сложившейся жилой и общественной застройки влияют следующие основные факторы: характеристика самого города; место реконструируемой застройки в планировочной структуре города; качество реконструируемых микрорайона, квартала, зданий. Кроме того, в настоящее время начинает возникать потребность в реконструкции домов и новой постройки, в том числе полносборных, возведенных несколько десятилетий назад, хотя срок их службы по долговечности рассчитан на 100-125 лет. Дело в том, что основной причиной реконструкции таких зданий является их моральное старение, так как они были построены по первым типовым проектам (с уменьшенными размерами кухонь, ванн, передних, со входом в кухню из жилой комнаты, с совмещенными ванной и санузлом).
Внутренняя перепланировка бывает двух видов: частичная и полная.
Частичная перепланировка осуществляется путем упорядочения существующей планировки с устройством вновь санузлов, ванных, кухонь посемейного пользования. В некоторых случаях частичная перепланировка сопровождается заменой печного отопления на центральное водяное.
Полная перепланировка предусматривает получение квартир посемейного заселения с нормативным размером жилой площади и высокой степенью благоустройства.
Полную перепланировку, как правило, устраивают в зданиях с хорошим состоянием кладки стен, а ветхие перекрытия обычно заменяют новыми. Кроме того, организация новой планировки в отдельных случаях сопровождается изменением положения лестничных клеток, перераспределением структурных элементов плана этажа, а иногда и введением в конструктивную схему здания новых стен, столбов и прочих элементов.
Основными конструктивными элементами жилого капитального здания, как известно, являются фундаменты и стены, а также перекрытия. При этом фундаменты и стены представляют собой незаменяемые части здания, так как полная их замена была бы сопряжена с полной разборкой старого и возведением нового здания, поэтому срок службы фундаментов и стен определяет в основном срок службы здания в целом.
Усиление грунтов основания. Основными причинами, вызывающими необходимость усиления оснований, являются увеличение нагрузки на грунты основания и уменьшение несущей способности.
Для усиления оснований существующих зданий применяют цементацию, силикатизацию, термическую обработку и глинизацию лессов, электросиликатизацию и закрепление грунтов синтетическими смолами. Наиболее изученными и надежными способами, повышающими несущую способность грунтов оснований, являются цементация крупнозернистых песков, двухрастворная силикатизация средне- и мелкозернистых песков и однорастворная силикатизация лессов.
Для выбора способа укрепления грунтов основания большое значение имеют влажность грунта, скорость и агрессивность грунтовых вод, а также засоренность грунта нефтяными продуктами, смолами, маслами и другими химическими продуктами.
Усиление фундаментов. Выбор метода усиления фундаментов зависит от причин, вызвавших их деформацию или нарушение прочности. Усиление фундаментов может производиться одним из следующих методов: укреплением кладки фундаментов, увеличением опорной площади фундаментов, передачей нагрузки на нижележащие слои грунта, углублением фундаментов существующего здания.
Укрепление кладки фундаментов в зависимости от характера ослабления можно производить путем ее замены отдельными участками, цементацией, торкретированием, устройством железобетонных обойм. Наиболее эффективным и безопасным является метод цементации.
Увеличение опорной площади фундаментов производится путем устройства приливов-башмаков из монолитного железобетона или бетона, сборного железобетона, бутовой кладки с предварительным уплотнением грунта основания. Особенностью этого метода является включение в работу новой дополнительной площади естественного основания, поэтому здесь особое значение имеет предварительное уплотнение грунта в основании пристраиваемых частей и обеспечения необходимой прочности стыков и жесткости фундаментов.
Передача нагрузки на нижележащие слои грунта осуществляется устройством набивных свай или опускных колодцев. Для усиления несущей способности существующих фундаментов наилучшие результаты дают набивные сваи из литого бетона, устраиваемые путем бурения и последующего бетонирования. Опускные колодцы обычно располагаются под фундаментами, но могут устраиваться и за его пределами. Колодцы бывают бетонные и железобетонные, по форме − круглые, прямоугольные, эллипсоидные, квадратные.
Углубление фундаментов существующего здания при устройстве и расширении его подвалов, закладке вблизи него новых, более глубоких фундаментов или прокладке коллекторов, тоннелей можно выполнять только в сухих и маловлажных грунтах.
В надземной части жилых и общественных зданий из основных конструкций могут заменяться лишь перекрытия, когда срок службы меньше срока службы каменных стен и фундаментов (т.е. деревянные перекрытия). В свою очередь, изношенное деревянное перекрытие можно заменить новым деревянным или сборным железобетонным.
При полной замене существующих ветхих деревянных перекрытий на новые необходимо произвести выбор типа перекрытия и его конструктивной схемы. Тип перекрытия и его конструкция принимаются в зависимости от объемно-планировочной схемы здания применительно к оставшемуся сроку службы здания и от процента износа его стен.
3. Реконструкция промышленных объектов
Технология реконструкции промышленных предприятий имеет следующие особенности: стесненность условий и ограниченность фронта работ; сложность транспортных схем подачи материалов, конструкций и оборудования; разнотипность конструктивных и объемно-планировочных решений; недостаточный уровень сборности и неприспособленность зданий, сооружений и коммуникаций действующих предприятий для реконструкций; специфика строительных работ, выражающаяся в значительной трудоемкости и сложности механизации (демонтаж строительных конструкций и оборудования, разборка здания или его отдельных частей, разрушение отдельных конструктивов, передвижка и надвижка конструкций, усиление конструкций и др.); необходимость дополнительных мероприятий по технике безопасности при производстве строительно-монтажных работ в действующих цехах и др. На основе технологической структуры работ и объемно-планировочной характеристики по реконструкции объекта производится разбивка общего фронта работ на технологические и строительные узлы и подузлы с целью максимального совмещения процессов во времени и пространстве, а также сокращения остановочного периода при необходимости проведения реконструкции с частичной или полной остановкой производства.
Технологический узел − это конструктивно-обособленная часть технологической линии, в границах которой производятся строительно-монтажные работы, связанные с демонтажом и монтажом технологического оборудования, подготовкой к пусконаладочным работам и опробованию агрегатов, механизмов и устройств.
Строительный узел − это промышленное здание или его конструктивно обособленная часть, в пределах которой производятся строительно-монтажные работы, связанные с реконструкцией здания или сооружения и подготовкой к механомонтажным работам.
При формировании и взаимоувязке технологических и строительных узлов необходимо учитывать: степень, вид и способ реконструкции, условия и особенности технологии промышленного производства.
Особенности выполнения работ при реконструкции
промышленного здания
Земляные работы. При выборе технологии, организации и механизации производства земляных работ в условиях реконструкции необходимо учитывать:
− режим действующего производства при сменной работе, загрузку транспортных и грузоподъемных средств и возможность их использования для нужд строителей, наличие остановочного периода;
− состояние производственной среды (загазованность, запыленность, допустимые пределы шума и вибрации);
− насыщенность предприятия подземными инженерными коммуникациями;
− обеспечение целостности конструкций существующих зданий при забивке шпунта и уплотнении грунта тяжелыми трамбовками, устройство котлованов и траншей вблизи фундаментов, несущих нагрузку;
− мероприятия по понижению уровня грунтовых вод, либо прокладки в реконструируемых цехах временных трубопроводов или лотков для подачи откачиваемой воды к отстойникам перед сбросом ее в общесплавную или ливневую заводскую канализацию;
− дополнительные требования к организации и технологии производства земляных работ, обусловленные обеспечением техники безопасности.
Устройство котлованов и траншей. При возведении подземных конструкций и сооружений в действующих цехах особое внимание следует уделять устойчивости и способам крепления стенок котлованов и траншей, так как от этого зависит целостность близко расположенных участков пола и фундаментов, находящихся под нагрузкой.
При разработке выемок в водонасыщенных грунтах следует производить искусственное понижение уровня грунтовых вод. Выбор способа водопонижения осуществляется в зависимости от глубины осушаемых котлованов или траншей и фильтрационных свойств грунтов.
Крепление стенок в стесненных условиях следует выполнять при невозможности устройства котлованов и траншей с откосами и для сокращения объемов дополнительных работ по обратной засыпке, уплотнению грунта и восстановлению покрытий пола.
Вид экскавационного оборудования выбирают, в зависимости от глубины котлованов и траншей, объема и группы разрабатываемого грунта, наличия креплений стенок котлованов и траншей и объемно-планировочных решений реконструируемых зданий и сооружений.
До начала производства земляных работ на участке реконструкции необходимо разобрать все существующие рельсовые пути, демонтировать технологическое оборудование, кирпичные стены и перекрытия помещений.
Разрушение фундаментов под технологическое оборудование. Строительные конструкции, подлежащие разборке в процессе реконструкции действующих предприятий, по условиям и специфике производства работ подразделяются на конструкции, разбираемые полным или частичным разрушением для использования по назначению их отдельных конструктивных элементов.
К конструкциям, разбираемым полным разрушением, относятся бетонные фундаменты. При этом разборка и разрушение фундаментов могут производиться как в стесненных условиях, так и на свободной площадке.
Для разрушения монолитных бетонных фундаментов применяют средства разрушающего действия, дробящие бетон на куски, глыбы и осколки.
Процесс разрушения и разборки строительных конструкций состоит из следующих технологических операций:
− подготовки к разрушению − очистки от земли и мусора, освобождения от примыкающих конструктивов, разметки границ захваток и участков разрушения, бурения шпуров;
− разрушения материала − установки рабочего органа в шпур, воздействия на материал;
− разборки материала − раскалывания материала, оголения и последующей резки арматуры, уборки бетона из зоны разрушения.
Устройство тоннелей и фундаментов под технологическое оборудование. В состав работ входят: устройство опалубки; установка арматуры; укладка бетонной смеси; монтаж сборных железобетонных блоков стен подвала; монтаж железобетонных плит перекрытия тоннеля.
До начала производства работ по устройству тоннеля и фундаментов под формовочные машины должны быть выполнены подготовительные работы: демонтаж технологического оборудования; разборка (разрушение) существующих кирпичных стен, перегородок, фундаментов, стен тоннеля (разбираемого), рельсовых путей, а затем уборка их с территории; устройство проема для заезда строительных машин и механизмов; устройство подъездных дорог; обеспечение энерго- и водоснабжения строительной площадки; отрытие котлована для устройства тоннеля и фундаментов; расчистка и планировка площадки для складирования строительных материалов и конструкций; устройство временного электроосвещения площадки, проездов и т.п.; устройство ограждения монтажной зоны с установкой соответствующих знаков и сигналов; доставка и складирование сборных элементов; заготовка в нужном количестве монтажных и такелажных приспособлений, оборудования и инвентаря.
Работы по устройству тоннеля и фундаментов под оборудование рекомендуется выполнять комплексной бригадой, состоящей из специализированных звеньев.
Для устройства тоннеля и фундаментов под технологическое оборудование целесообразно применять унифицированную инвентарную разборно-переставную дерево-металлическую опалубку.
Усиление строительных конструкций. Наиболее распространенными методами усиления железобетонных конструкций являются:
обетонирование, при котором сборные и монолитные железобетонные конструкции усиливают железобетонными обоймами, трехсторонними рубашками и односторонними набетонками с установкой дополнительной арматуры. Класс бетона конструкций усиления принимается на один класс выше бетона усиливаемой конструкции, но не ниже В 15. Для усиления фундаментов допускается применять бетон В 12,5.
Усиление стальными элементами: предварительно-напряженные двухсторонние и односторонние металлические распорки для повышения несущей способности железобетонных колонн; предварительно-напряженные обоймы для восстановления несущей способности колонн; металлические порталы для увеличения несущей способности балок, особенно при действии динамической и вибрационной нагрузок; металлические шпренгели с жесткими распорками для усиления изгибаемых конструкций.
Технология усиления предварительно-напряженными распорками предназначена для центрально загруженных колонн методом искусственного выгиба, применяется для увеличения несущей способности колонн до 1200 кН.
В многоэтажных зданиях усиление колонн необходимо начинать с нижележащих этажей, то есть производство работ вести снизу вверх. На этаж материал подают тельфером через открытый монтажный проем. Работы по усилению колонн производят с инвентарных металлических трубчатых лесов.
При монтаже в особо стесненных условиях допускается вести поэлементный монтаж металлических распорок, при котором необходимо производить укрупнительную сборку распорок с приваркой планок до создания предварительного напряжения.
Усиление железобетонной подкрановой балки. Технология предназначена для выполнения работ по усилению нижнего пояса железобетонной подкрановой балки открытой крановой эстакады.
Усиление железобетонной подкрановой балки заключается в устройстве набетонки нижнего пояса.
При устройстве набетонки по нижнему поясу подкрановой балки в качестве опалубки обычно применяют неразъемную блок-ферму с навесными вибраторами. Укладывать бетонную смесь в конструкцию необходимо через зазоры, образованные боковыми бортами формы и вертикальными гранями подкрановой балки.
Качество арматурных работ, а также подготовки бетонной поверхности и очистки существующей арматуры должно быть зафиксировано актом на скрытые работы.
Усиление монолитного железобетонного перекрытия. Технология предусматривает усиление монолитного железобетонного ребристого перекрытия толщиной 120 мм торкретированием по металлической сетке, закрепленной по низу перекрытия.
До начала производства работ необходимо: надежно защитить металлическими кожухами инженерно-технологические коммуникации, проходящие в непосредственной близости (0,7 − 1 м) от усиливаемой конструкции, технологическое оборудование − деревянными щитами; в местах прохождения технологических трубопроводов через перекрытие вставить металлические обоймы − гильзы из листовой стали толщиной 3 мм и закрепить хомутами к перекрытию; изолировать рабочее место инвентарным ограждением и перекрыть при необходимости технологические проемы; рабочую зону обеспечить временным освещением.
При усилении монолитных железобетонных конструкций перекрытия в условиях действующего предприятия необходимо получить наряд-допуск на производство работ.
Усиление в условиях действующего производства в рабочей зоне выполняют в такой технологической последовательности:
В лекции "60 Кровавый сейм" также много полезной информации.
− устанавливают инвентарные леса;
− готовят поверхность железобетонного перекрытия (очищают от разрушенного коррозией защитного слоя бетона до прочного, очищают и выравнивают при необходимости существующую арматуру); в местах приварки дополнительной арматуры вскрывают на ½ диаметра существующую арматуру нижних ребер балок; в случае недостаточной шероховатости поверхности производят насечку;
− устанавливают и закрепляют к хомутам существующей арматуры балок уголки фиксаторов по углам примыкания плиты к балкам-ребрам;
− приваривают согласно проекту дополнительную арматуру в нижних углах балок-ребер;
− растягивают ранее заготовленные сетки между опорными уголками-фиксаторами и закрепляют на крючьях; во избежание провисания более чем на 10 мм, в пролетах между балками-ребрами, сетки пристреливают к железобетонной плите перекрытия дюбелями монтажным пистолетом ПЩ-52 с помощью полос-накладок; полосы устанавливают через 500 мм, шаг установки дюбелей − не более 250 мм; на уголки-фиксаторы и арматуру усиления балок-ребер натягивают арматурную сетку.
Торкретирование поверхностей усиливаемых конструкций производят в следующей последовательности: плита перекрытия − боковые грани балок. Перед бетонированием нижних граней балок по боковым граням, после схватывания торкрет-раствора, выставляют на струбцинах щиты опалубки (экраны) из плоских асбоцементных листов. Торкретбетон наносят в два слоя толщиной 15 мм каждый. Последующий слой укладывают до окончания схватывания предыдущего слоя. Поверхность последующего слоя следует затирать и выравнивать по маякам.
